【文章內(nèi)容簡介】 體為 ⊙,下面三個導體為⊕ ）。由于轉(zhuǎn)子繞組自身閉合，便有電流通過，并假定電流與電動勢同相（即為有功分量電流）。n1TemnBC....A.轉(zhuǎn)子載（有功）電流導體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下受到電磁力的作用，其方向由“左手電動機”定則確定（轉(zhuǎn)子上面三個導體受力方向向右，下面三個導體受力方向向左），這些力對轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩（順時針方向）Tem，它與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同（即與相序一致），于是在該轉(zhuǎn)矩驅(qū)動下，轉(zhuǎn)子沿著轉(zhuǎn)矩方向旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換。習題51附圖52 如何改變?nèi)喈惒诫妱訖C的旋轉(zhuǎn)方向？答 改變?nèi)嚯娫吹南嘈蚣纯筛淖內(nèi)喈惒诫妱訖C的轉(zhuǎn)向。54 什么是轉(zhuǎn)差率？為什么三相異步電動機運行必須有轉(zhuǎn)差率？如何根據(jù)轉(zhuǎn)差率來判斷三相異步電機的運行狀態(tài)？答 異步電機轉(zhuǎn)差率s 是指旋轉(zhuǎn)磁場同步速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n之間的轉(zhuǎn)速差與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的比值，即 。當時，轉(zhuǎn)差率為正（），時轉(zhuǎn)差率為負（）；當時，轉(zhuǎn)差率；當，時，轉(zhuǎn)差率；當時為電磁制動運行狀態(tài)，當時為電動機運行狀態(tài)，當時為發(fā)電機運行狀態(tài)55 一臺50Hz八極的三相異步電動機，額定轉(zhuǎn)差率sN=，問該電動機的同步轉(zhuǎn)速是多少？額定轉(zhuǎn)速是多少？當該機運行在700r/min時，轉(zhuǎn)差率是多少？當該機運行在800r/min時，轉(zhuǎn)差率是多少？當該機起動時，轉(zhuǎn)差率是多少？解 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 當r/min時，轉(zhuǎn)差率當r/min時，轉(zhuǎn)差率當電機起動時，轉(zhuǎn)差率56 一臺額定頻率為50Hz的三相異步電動機，今通入60Hz的三相對稱交流電流，設電流大小不變，問此時基波合成磁動勢的幅值大小、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向?qū)⑷绾巫兓看? 三相合成基波磁動勢的特點為：（1）幅值： ，三相合成基波圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢幅值大小，與一條支路匝數(shù)N、繞組系數(shù)KN磁極對數(shù)p及相電流I有關，其中N、KN1及p 由構(gòu)造決定，I由運行條件決定。（2）空間位置：沿氣隙圓周旋轉(zhuǎn)。當哪相電流最大，三相合成基波圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢就轉(zhuǎn)至哪相繞組軸線上，繞組由構(gòu)造決定，電流由運行條件決定。（3）轉(zhuǎn)速：，轉(zhuǎn)速與電流頻率f及磁極對數(shù)p 有關，p由構(gòu)造決定，f由運行條件決定。（4）轉(zhuǎn)向：與電流相序有關（與電流相序一致），由運行條件決定。本題題意為頻率f增加（增加），基波合成磁動勢幅值大小及轉(zhuǎn)向與頻率無關。而與f成正比。57 與同容量的變壓器相比，三相異步電動機的空載電流大，還是變壓器的空載電流大？為什么？答 變壓器的主磁通磁路全部用導磁性能良好的硅鋼片構(gòu)成，而三相異步電動機的主磁通磁路除了用硅鋼片構(gòu)成的定、轉(zhuǎn)子鐵心外，還有空氣隙。氣隙的長度盡管很小，但磁阻很大，使得異步電動機主磁路的磁阻遠較相應的變壓器大。~，~。故相同容量的感應電機的空載電流比變壓器的大很多。59 在分析三相異步電動機運行時，轉(zhuǎn)子繞組要進行哪些折算？為什么要進行這些折算？折算的條件是什么？答 轉(zhuǎn)子繞組折算就是用新繞組替換原繞組。為了導出等效電路，用一個與定子繞組的相數(shù)m、匝數(shù)N和繞組系數(shù)K相同的等效繞組替換實際轉(zhuǎn)子繞組（相數(shù)m、匝數(shù)和繞組系數(shù)）。頻率折算即是用一個靜止的轉(zhuǎn)子替換旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，為此，只要將轉(zhuǎn)子電阻R換成，從而使轉(zhuǎn)子電路頻率由變?yōu)榕c定子頻率相同。折算條件：保持折算前后轉(zhuǎn)子磁動勢F的大小和空間相位保持不變，轉(zhuǎn)子上各種功率及損耗不變。510 三相異步電動機等效電路中的代表什么？能否不用電阻而用電容或電感來代替？為什么？答 異步電動機等效電路中的附加電阻實為代表機械負載（嚴格地說還包括機械損耗等）的一個虛擬電阻，用轉(zhuǎn)子電流在該電阻所消耗的功率來等效代替總機械功率（包括軸上輸出的機械功率和機械損耗等）。因輸出的機械功率及機械損耗等均屬有功性質(zhì)，因此，從電路角度來模擬的話，只能用有功元件電阻，而不能用無功元件電感或電容來等效代替。511 當三相異步電動機運行時，定、轉(zhuǎn)子電動勢的頻率分別是多少？由定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢以什么速度截切定子，又以什么速度截切轉(zhuǎn)子？由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢以什么速度截切轉(zhuǎn)子，又以什么速度截切定子？，它與定子旋轉(zhuǎn)磁動勢的相對速度是多少？答 定子電動勢頻率為f1；轉(zhuǎn)子電動勢頻率為f2=s f1 ；由定子電流產(chǎn)生的定子旋轉(zhuǎn)磁動勢以n1的速度截切定子，又以的速度截切轉(zhuǎn)子；由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢以 的速度截切轉(zhuǎn)子，又以 的速度截切定子，它與定子旋轉(zhuǎn)磁動勢的相對速度為。512 一臺三相異步電動機，原來轉(zhuǎn)子是插銅條的，后因損壞，改為鑄鋁，若要求輸出同樣的功率，則電機的運行性能有何變化？答 鋁的電阻率比銅大，故轉(zhuǎn)子由銅條改為鋁條，實為增加轉(zhuǎn)子繞組電阻R2，其曲線如下圖所示。習題512附圖輸出同樣功率（如額定功率），由得其曲線2。（1）增大，由圖知，工作點由a（）變至b（）。（2）不變，因轉(zhuǎn)子電阻改變不影響電機從電網(wǎng)吸取的勵磁功率，故無功功率不變，由于輸出功率不變，則電機從電網(wǎng)吸取的有功功率基本不變，忽略電機損耗，所以基本不變。（3）ηN下降：由于轉(zhuǎn)差率s增大，故轉(zhuǎn)子銅損增加，I1稍有增大，故定子銅損也稍大，而鐵損不變，機械損耗pmec因s 增大n減小而稍有減小，但其減小幅度不及轉(zhuǎn)子繞組銅損增大幅度，故總損耗增加，效率降低。（4）I1N有所增大：，因P2不變，不變，ηN下降，故I1N有所增大。（5）sm增大，見圖（因為sm∝）。（6）Tmax不變（因為Tmax與無關）。（7）Tst增大，見圖。513 說明三相異步電動機的機械負載增加時電動機定、轉(zhuǎn)子各物理量的變化過程怎樣？答 電動機穩(wěn)定運行時，電磁轉(zhuǎn)矩（T）與負載轉(zhuǎn)矩(TL)平衡，當機械負載（即負載轉(zhuǎn)矩）增加時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n勢必下降，轉(zhuǎn)差率增大。這樣轉(zhuǎn)子切割氣隙磁場速度增加，轉(zhuǎn)子繞組感應電動勢()及電流I2隨之增大，因而轉(zhuǎn)子磁動勢F2增大。根據(jù)磁動勢平衡關系，與轉(zhuǎn)子磁動勢F2所平衡的定子負載分量磁動勢F1L相應增大，而勵磁磁動勢F0基本不變，因而定子磁動勢增大，定子電流I1隨之增大。由于電源電壓不變，則電動機的輸入功率就隨之增加，直至轉(zhuǎn)子有功電流產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩又與負載轉(zhuǎn)矩重新平衡為止。515 通過三相異步電動機的空載實驗和短路實驗可分別測取三相異步電動機的哪些參數(shù)？如何測取？答 三相異步電動機的空載實驗，是指在額定電壓和額定頻率下，轉(zhuǎn)軸上不帶任何負載時的實驗?？蛰d實驗的目的，是測定三相異步電動機的勵磁阻抗Zm=Rm+jXm、鐵芯損耗pFe和機械損耗pmec。實驗在電機空載時進行，定子繞組上施加額定頻率的電源電壓，其用調(diào)壓器來進行調(diào)節(jié)，直到轉(zhuǎn)差率s明顯增加，電流開始回升為止。每次測取定子相電壓U空載相電流I0和空載時三相總的輸入功率P0。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出電動機的空載特性曲線I0=f（U1）和P0=f（U1），并從P0中分離出pmec、pFe和pad0。最后進行參數(shù)的計算。 短路實驗必須在電動機堵轉(zhuǎn)情況下進行，故短路實驗也稱為堵轉(zhuǎn)實驗。短路實驗的目的，是測定三相異步電動機的短路阻抗Zk、轉(zhuǎn)子電阻和定轉(zhuǎn)子漏電抗X1σ與。為了使做短路實驗時不出現(xiàn)過電流，定子外加電壓應降低，每次測取定子相電壓Uk、相電流Ik和總的輸入功率Pk。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出電動機的短路特性曲線Ik=f（Uk）和Pk=f（Uk）。最后進行參數(shù)的計算。 520 一臺三相異步電動機的額定功率PN=55kW，額定電壓UN=380V，額定功率因數(shù)cosφN=，額定效率ηN=91%，求該電動機的額定電流IN。 解 521 一臺三相異步電動機，PN= kW，Y/Δ接線，380/220V，cosφN=，ηN=80%，nN=1450r/min，試求：（1）定子繞組接成Y形或Δ形時的定子額定電流；（2）同步轉(zhuǎn)速n1及定子磁極對數(shù)p；（3）帶額定負載時的轉(zhuǎn)差率sN。解 (1)Y接時： UN=380V Δ接時： UN=220V （2）由于，磁極對數(shù) ，取整數(shù)，同步轉(zhuǎn)速 （3）額定轉(zhuǎn)差率 522 有一三相交流繞組，極對數(shù)p=3，槽數(shù)Z=54，線圈節(jié)距y=8。求該繞組的短距系數(shù)、分布系數(shù)和繞組系數(shù)。并判斷該繞組是整距繞組還是短距繞組，是集中繞組還是分布繞組？解 極距每極每相槽數(shù) 槽距電角度 基波短距系數(shù) 基波分布系數(shù) 基波繞組系數(shù) 因為，所以該繞組是短距、分布繞組。523 有一臺額定功率為1000 kW的三相繞線型異步電動機，f1=50Hz，電動機的同步轉(zhuǎn)速n1=，UN=6kV，Y聯(lián)結(jié)，cosφN=，ηN=92%，定子繞組為雙層疊繞組，Z=288，y=8槽，每槽內(nèi)有8根有效導體，每相有兩條支路。已知電動機的勵磁電流Im=，試求三相基波勵磁磁動勢的大小。解 極對數(shù)極距每極每相槽數(shù)每條支路匝數(shù)槽距角基波短距系數(shù)基波分布系數(shù)基波繞組系數(shù)三相基波磁動勢其中， 524 一臺三相異步電動機，已知UN=380V，fN=50Hz，nN=1455r/min，定子繞組△接法，R1=，X1σ=，=，X2σ39。=，Rm=，Xm=62Ω。試求：（1）電動機的極數(shù)；（2）電動機的同步轉(zhuǎn)速；（3）額定負載時的轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)子電流頻率；（4）畫出“T”型等效電路，并計算額定負載時的IPcosφ1和。解 （1）由于，故同步轉(zhuǎn)速所以該異步電動機為4極電機。（2）同步轉(zhuǎn)速（3）額定負載時的轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)子電流頻率（4）等效電路圖如圖所示。令，額定負載時定子相電流為定子線電流習題524附圖525 一臺三相六極異步電動機，額定數(shù)據(jù)為：PN=28kW，UN=380V，f1=50Hz，nN=950r/min，額定負載時，cosφ1=，=，=，=0，計算在額定時的sN、I1和f2 。解 磁極對數(shù) 取同步轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)差率總機械功率轉(zhuǎn)子銅損耗輸入功率 效率定子電流轉(zhuǎn)子電動勢頻率526 某三相繞線型異步電動機，UN=380V， f1=50Hz，R1=，R2=，Rm=10Ω定子△聯(lián)結(jié)。當該電機輸出功率P2=10kW時，I1=12A，I2s=30A，I0=4A，P0=100W。求該電機的總損耗Σp、輸入功率P電磁功率Pem、機械功率Pmec以及功率因數(shù)cosφ1和效率η。解 定子銅損耗 轉(zhuǎn)子銅損耗鐵耗總損耗 輸入功率電磁功率機械功率功率因數(shù)效率 527 某三相六極異步電動機，已知電磁功率Pem=，機械功率Pmec=，輸出功率P2=4kW。求該電機此時的電磁轉(zhuǎn)矩T、輸出轉(zhuǎn)矩T2和空載轉(zhuǎn)矩T0。解